鉅大LARGE | 點擊量：2433次 | 2021年11月15日
淺析我國電池管理系統（BMS）發展現狀及未來
近年來，隨著綠色出行，環保節能概念的推廣普及，新能源汽車行業獲得快速實效的進步，新能源汽車已是新一代更具環保意識消費者的重點選擇對象。和傳統內燃機汽車的發動機、底盤、變速箱、車身這“四大件”關鍵組成部分不同，新能源電動汽車的“四大件”為：供電電池組、驅動電機及其控制組、整車技術和電池管理系統。電池作為電動汽車的動力源，常用的性能指標有能量密度、比功率、循環使用壽命等；電機驅動及其控制、電動汽車整車技術重要是汽車動力傳遞系統和整車裝配技術新的改進及應用，相比于傳統內燃機汽車，電動汽車的動力傳輸和整車裝配更要重視動力調速、車身自重、結構優化、能量回收等技術的改進升級；電池管理技術是專門針對電動汽車使用過程中，不同工況下對蓄電池不同需求特性進行的研發。近兩年，無論是國外大名鼎鼎的特斯拉，還是國產電動汽車都出現了汽車自燃現象，分析起因，事故都歸因于電池管理系統的故障。可見，良好的電池管理系統有關電動汽車的安全可靠行駛有著至關重要的用途。
一、電池管理系統（BMS）
電池能量管理系統是汽車動力源能正常使用的保障，是保證電動汽車行車安全，提高電池使用壽命的一項關鍵技術，具有保護電池性能，防止整個電池組中個別電池損壞的能力。對電動汽車在充、放電過程中各有關參數進行實時監控，并根據實時采集的數據發出相應的控制指令。BMS作為駕駛員和電池之間的紐帶，重要工作對象是二次電池，由于二次電池存在壽命短、能量少、電量估算困難等缺點，BMS要具備提高電池利用率、監控電池狀態、延長電池使用壽命的基本功能。通常，BMS要實現以下用途：
1.準確估測電池組的荷電狀態準確估算電池組的剩余電量（SOC），也稱為荷電狀態。確保電池組剩余電量在合理的范圍內，防止過充電和過放電對電池組造成的損傷，并對汽車的剩余電量或是充電狀態進行正確報告。
2.實時監測電池組工作狀態在電池的工作過程中，采集電池組總電壓、單個電池端電壓、工作電流、電池溫度等實時數據，防止過充電或是過放電事故發生，確保電池組的正常運行和可靠使用，同時記錄單塊電池使用情況，為故障診斷供應可靠數據。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3.單體電池的均衡確保在使用過程中，電池組各個電池都處于一致的工作狀態，防止單個電池提前損壞。
二、我國電池管理系統現狀
我國對電池管理系統的科學研究不過十幾年的時間，應對當前新能源汽車迅猛發展帶來的挑戰，存在著不容忽視的問題，重要表現在：
1.產品質量低劣
當前，國外純電動汽車電池管理系統多采用主動式均衡功能設計，主動均衡又稱為無損均衡，能量轉移時將單體能量高的轉移到單體能量低的，或用整體能量補充到單體最低電池，在運行過程中要儲能環節，讓能量重新均勻分配。技術含量高，價格成本較高，屬于技術發展的趨勢。而國內基本采用被動式均衡功能或是不帶均衡功能的BMS產品，使用時將其并聯在要進行均衡的電池兩端，當電池電壓因充電上升到某一設定值時，啟動開關管接通放電電阻，將多余電量以熱能的形式損耗掉，存在一定的不安全因素，不利于節能和環保，但價格低廉，功能簡單。國外新能源春電動汽車特斯拉models、寶馬e系，日產聆風等車型均采用主動式的BMS均衡，產品性能優良，同時監測精度也較高。而國內電動汽車多采用被動式均衡，重要均衡電池電壓以及電池剩余電量、電池健康的實時顯示，功能簡單。在日常生活中，我們也時常聽聞有關新能源汽車自燃、虛假續航里程的丑聞，出現這些問題的重要原因就是沒有使用電池管理系統或使用劣質的電池管理系統。
2.車企技術研發投入匱乏
在國外車企，電池管理系統作為整車生產的一個汽車零件，從功能含義、產品設計開始由車企研發主導，尋找技術可靠的第三方研發機構進行設計，最后尋找制造公司生產，整個環節由車企、研發機構、生產公司三方共同參與。研發測試生命周期少則1~2年，多則長達數10年，在BMS領域掌握了先進的SOC算法、良好的安全功能、穩定的使用品質。而在國內，車企扮演的僅僅是“買家”身份，電池管理系統多是由電池生產商和第三方電子廠設計生產。電池管理系統從設計到量產，通常都不超過1年的時間。自2009年國家開始大力推廣新能源汽車到現今，國內各大車企除了比亞迪在電池領域取得一定的研發成果外，其他車企鮮有電池管理系統的技術攻關。
3.行業混亂，管理滯后
當前，歐美工業發達國家總計只有10多家BMS公司，而國內注冊的BMS生產公司已達100多家，整個行業魚龍混雜。更嚴重的是整個行業缺少技術參數標準，沒有國家統一強制的檢測標準，以致BMS產品良莠不齊，我國北方車輛研究動力鋰離子電池實驗室王子東主任曾表示，很多公司的單體、小模塊電池測試結果符合安全和性能標準，而一旦成組后，測試結果卻差異很大，表現在安全、壽命、放電能力等方面質量難以保證。在國家大力補貼的背景下，難免讓人擔憂部分廠家的套取補貼的行為。
三、未來之路
伴隨著新能源汽車的進一步推廣，新能源汽車也將迎來更大的發展契機，在展望新能源汽車快速發展的同時，我們必須清楚地看到當下仍然還面對著很多重大挑戰，本文對我國電動汽車電池管理系統現狀進行了綜述，并對未來發展提出以下倡導。
1.政府部門加大引導，加強監管
加大對BMS生產行業的整合，淘汰技術落后、產量過小的公司，統籌利用我國市場龐大的優勢資源，促進車企與電池生產商、第三方研發機構的聯系溝通，共享整車控制信號、動力鋰離子電池技術參數等信息，加快國內電池管理系統公司的發展步伐，加強產業升級。同時，政府方面應盡早全面地建立健全相關產品強制檢測項目門類和具體參數標準，打壓不符合市場要求的生產商，加強對電池管理系統行業的規范。
2.汽車公司加大研發投入
緊跟國外產品技術發展步伐，不斷進行技術創新和產品創新，加大對BMS新產品研發和技術創新的投入，不斷開發具有核心競爭力和高性價比的新產品投放市場，以領先的核心技術、良好的品質引領行業發展潮流，為公司的快速發展供應可靠的保障。當前，可喜的是部分國內電池生產商和車企已經開始重視BMS技術投入，BMS的功能需求從簡單的Balance(均衡)-Monitor(監視)-States(狀態)，開始向其Brain(智能)-Multiport(多端)-Synergy(協同)的內在價值發展轉變。
相信在國家戰略、政策扶持、新理念消費等概念交織的大背景下，未來我國的BMS行業必將走上迅速可持續發展的道路。
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